伽馬射線天文學

伽馬射線天文學

伽馬射線天文學,是利用波長短於0.01埃的輻射來研究天文現象的學科。可以用特殊的大口徑望遠鏡來探測這種輻射而間接探測到伽馬射線源。

伽馬射線天文學

簡介

伽馬射線伽馬射線

伽馬射線天文學是利用波長短於0.01埃的輻射來研究天文現象的學科。伽馬射線被地球大氣嚴重吸收,因此只能利用高空氣球,火箭和衛星搭載儀器進行觀測。能量高於千億電子伏特的甚高能伽馬射線穿過地球大氣時會產生高能粒子簇射,從而形成切連科夫輻射

國內觀測儀器

1998年NASA公布的伽馬射線暴圖片1998年NASA公布的伽馬射線暴圖片

中國科學院高能物理研究所和北京天文台合作在北京天文台興隆觀測站就建有兩套這樣的甚高能伽馬射線望遠鏡。每套望遠鏡由三個口徑1.5米的聚光鏡同軸組成,每個聚光鏡的焦面上有一個光電倍增管。只有三個倍增管在微秒級的時段內同時接收到信號才算是探測到了有用的信號。進一步還可建造成象式切連科夫望遠鏡。美國霍普金斯山的拼鏡10米惠普切連科夫望遠鏡就是一例。目前還正在研製多台這樣的望遠鏡。搭載在衛星上的伽馬射線望遠鏡則是利用HADAMA編碼器來鑑別源的方向。其檢測器多為高能粒子閃爍計數器。可根據不同能域而選擇不同種類的閃爍體。

發現

1958年茉莉森從理論上預言某些天體可能發射強的伽馬射線。接著發現了太陽的伽馬射線爆發,它總是伴隨著射電爆發。1962年月球軌道衛星“徘徊者”3號和5號發現了宇宙伽馬射線背景輻射。這一發現為後來的軌道太陽觀測台3號,阿波羅15號和小型天文衛星-B等所證實。

研究

康普頓伽馬射線太空望遠鏡康普頓伽馬射線太空望遠鏡

1975年9月發射的COS-B伽馬射線衛星的資料表明大部分伽馬射線來自銀河系內,似乎起源於高能宇宙線與星際介質的碰撞。第一個全天探測伽馬射線望遠鏡COMPTON於1991年4月5日發射,帶有4個科學儀器 ( 爆發和短暫出現源探測儀;有方向性閃爍能譜儀;康普頓成象望遠鏡;高能伽馬射線實驗望遠鏡 ),重15.9噸。軌道高455千米。角解析度2分,時間解析度0.1毫秒。探測得知伽馬射線爆是各向同性的,但在空間分布上是不均勻的。因此既不能肯定它們是河外天體也不能肯定它們是河內天體。此外還發現了伽馬射線活動星系核和新型高能河外伽馬射線源等。下一步將發射γ射線天文台(GRO)和INTEGRAL(國際伽馬射線天文台)以工作於15千電子伏特到10兆電子伏特間。搭載鍺能譜儀和碘化銫成象器,探測器面積為2500平方厘米,能量解析度在兆電子伏特處為500,角解析度半強度寬度為17分。並配有同時在4-100千電子伏特記錄X-射線和在5500-8500埃記錄可見光象的儀器。以期通過光學認證來弄清伽馬射線爆的本質並發現更多的新現象。

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